1. Pengenalan Biologi Sel
Biologi sel mempelajari struktur dan fungsi sel, yang merupakan unit dasar kehidupan. Semua makhluk hidup terdiri dari sel, baik itu organisme uniseluler seperti bakteri maupun organisme multiseluler seperti manusia.
SEL
Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil dari organisme hidup. Sel merupakan dasar kehidupan, di mana semua proses biologis yang diperlukan untuk kelangsungan hidup berlangsung. Setiap organisme, baik yang uniseluler (seperti bakteri) maupun multiseluler (seperti manusia, hewan, tumbuhan), tersusun atas sel.
Secara umum, sel memiliki dua kategori utama berdasarkan struktur dan organisasi internalnya:
Sel Prokariotik:
Tidak memiliki membran inti.
DNA berada di dalam sitoplasma dalam bentuk nukleoid (tidak terbungkus inti).
Umumnya lebih kecil dan lebih sederhana dalam struktur.
Contoh: Bakteri dan Arkea.
Sel Eukariotik:
Memiliki membran inti yang membungkus DNA.
Dilengkapi dengan berbagai organel yang memiliki fungsi khusus, seperti mitokondria, retikulum endoplasma, dan Golgi aparatus.
Lebih kompleks dan ditemukan pada organisme multiseluler (hewan, tumbuhan, jamur) serta beberapa organisme uniseluler (seperti ameba dan protozoa).
Organel Fungsi Utama Terdapat pada Nukleus (Inti Sel) Mengontrol aktivitas sel dan menyimpan materi genetik (DNA). Hewan dan tumbuhan Nukleolus Tempat sintesis ribosom. Hewan dan tumbuhan Ribosom Sintesis protein. Hewan dan tumbuhan Retikulum Endoplasma (RE) Kasar Tempat sintesis dan transport protein (mengandung ribosom). Hewan dan tumbuhan Retikulum Endoplasma (RE) Halus Sintesis lipid dan detoksifikasi racun. Hewan dan tumbuhan Badan Golgi Modifikasi, pengemasan, dan distribusi protein dan lipid. Hewan dan tumbuhan Mitokondria Menghasilkan energi (ATP) melalui respirasi seluler. Hewan dan tumbuhan Lisosom Mencerna materi asing dan daur ulang komponen sel (pencernaan intraseluler). Umumnya hanya pada hewan Peroksisom Menguraikan asam lemak dan detoksifikasi hidrogen peroksida. Hewan dan tumbuhan Sentriol Membantu pembelahan sel. Hanya pada hewan Kloroplas Tempat berlangsungnya fotosintesis (mengandung klorofil). Hanya pada tumbuhan Vakuola Menyimpan air, nutrisi, dan limbah. Pada tumbuhan berukuran besar. Besar di tumbuhan Dinding Sel Memberikan bentuk dan perlindungan tambahan (terbuat dari selulosa). Hanya pada tumbuhan Membran Plasma Mengatur keluar-masuk zat dari dan ke dalam sel. Hewan dan tumbuhan Sitoplasma Cairan tempat organel berada, tempat berlangsungnya reaksi metabolik. Hewan dan tumbuhan
| Organel | Fungsi Utama | Terdapat pada |
|---|---|---|
| Nukleus (Inti Sel) | Mengontrol aktivitas sel dan menyimpan materi genetik (DNA). | Hewan dan tumbuhan |
| Nukleolus | Tempat sintesis ribosom. | Hewan dan tumbuhan |
| Ribosom | Sintesis protein. | Hewan dan tumbuhan |
| Retikulum Endoplasma (RE) Kasar | Tempat sintesis dan transport protein (mengandung ribosom). | Hewan dan tumbuhan |
| Retikulum Endoplasma (RE) Halus | Sintesis lipid dan detoksifikasi racun. | Hewan dan tumbuhan |
| Badan Golgi | Modifikasi, pengemasan, dan distribusi protein dan lipid. | Hewan dan tumbuhan |
| Mitokondria | Menghasilkan energi (ATP) melalui respirasi seluler. | Hewan dan tumbuhan |
| Lisosom | Mencerna materi asing dan daur ulang komponen sel (pencernaan intraseluler). | Umumnya hanya pada hewan |
| Peroksisom | Menguraikan asam lemak dan detoksifikasi hidrogen peroksida. | Hewan dan tumbuhan |
| Sentriol | Membantu pembelahan sel. | Hanya pada hewan |
| Kloroplas | Tempat berlangsungnya fotosintesis (mengandung klorofil). | Hanya pada tumbuhan |
| Vakuola | Menyimpan air, nutrisi, dan limbah. Pada tumbuhan berukuran besar. | Besar di tumbuhan |
| Dinding Sel | Memberikan bentuk dan perlindungan tambahan (terbuat dari selulosa). | Hanya pada tumbuhan |
| Membran Plasma | Mengatur keluar-masuk zat dari dan ke dalam sel. | Hewan dan tumbuhan |
| Sitoplasma | Cairan tempat organel berada, tempat berlangsungnya reaksi metabolik. | Hewan dan tumbuhan |
2. Molekul dalam Sel
Sel terdiri dari berbagai molekul yang berperan dalam menjaga fungsi dan keseimbangan tubuh.
A. Molekul Organik
Karbohidrat: Molekul yang terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen. Berfungsi sebagai sumber energi.
Contoh: Glukosa, fruktosa.
Lipid: Molekul yang berfungsi sebagai cadangan energi, isolasi, dan komponen membran sel.
Contoh: Asam lemak, fosfolipid.
Protein: Molekul yang terbuat dari asam amino dan berperan dalam berbagai fungsi biologis.
Contoh: Enzim, hemoglobin.
Asam Nukleat: DNA dan RNA, yang berperan dalam penyimpanan dan ekspresi informasi genetik.
DNA: Menyimpan informasi genetik yang diwariskan.
RNA: Terlibat dalam sintesis protein.
B. Enzim dan Katalisis
Enzim adalah protein yang mempercepat reaksi kimia di dalam sel. Mereka bekerja dengan menurunkan energi aktivasi dari suatu reaksi.
C. ATP (Adenosin Triphosphat)
ATP adalah sumber utama energi sel. ATP dihasilkan melalui proses respirasi selular dan digunakan dalam berbagai proses metabolik.
3. Proses Seluler
Proses-proses berikut sangat penting bagi kelangsungan hidup sel:
A. Sintesis Protein
Proses ini melibatkan transkripsi dan translasi:
Transkripsi: Proses pembuatan mRNA dari template DNA.
Translasi: Proses pembuatan protein dari mRNA yang terjadi di ribosom.
B. Pembelahan Sel
Pembelahan sel terjadi dalam dua bentuk utama:
Mitosis: Pembelahan sel somatik yang menghasilkan dua sel anak yang identik.
Meiosis: Pembelahan sel gamet (sel kelamin) yang menghasilkan empat sel anak dengan setengah jumlah kromosom.
C. Transportasi Molekul
Proses transportasi di dalam sel:
Difusi: Perpindahan molekul dari konsentrasi tinggi ke rendah.
Ososis: Perpindahan air melalui membran sel.
Transportasi Aktif: Pemindahan molekul melawan gradien konsentrasi menggunakan energi.
4. Genetika Molekuler
Genetika molekuler mempelajari bagaimana informasi genetik disalin dan diekspresikan dalam bentuk fenotipe.
Replikasi DNA: Proses pembentukan salinan DNA baru sebelum pembelahan sel.
Mutasi: Perubahan dalam urutan DNA yang dapat menyebabkan perubahan sifat.
A. Regulasi Gen
Regulasi ekspresi gen sangat penting untuk memastikan bahwa gen hanya diekspresikan pada waktu yang tepat. Contoh mekanisme regulasi termasuk pengaturan transkripsi dan modifikasi histon.
5. Interaksi Sel
Sel tidak bekerja sendiri; mereka saling berinteraksi dengan sel lain untuk membentuk jaringan, organ, dan sistem organ. Proses-proses ini melibatkan:
Komunikasi sel: Sel berkomunikasi melalui sinyal kimia (hormon, neurotransmitter) yang mempengaruhi perilaku sel lain.
Jaringan dan Organ: Kumpulan sel yang bekerja bersama untuk melaksanakan fungsi tertentu, seperti jaringan otot, jaringan epitel, dan jaringan saraf.
